CN1190964C - 电缆调制解调器的调谐器 - Google Patents

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Abstract

对应于所选择的接收频道的IF输入信号通过SAW滤波器(41)被施加到IF-AGC电路(42)，该信号的幅度被调整到规定的电平，而后该信号被馈送到下变频器单元。下变频器单元按照外部指令有选择地输出通过下变频IF输入信号所提供的低-IF信号和未经频率变换被放大的高-IF信号。滤波器电路(60)有选择地设置截止频率，使得仅低-IF信号通过、或低-IF和高-IF信号均通过。

Description

电缆调制解调器的调谐器
技术领域
本发明涉及电缆调制解调器调谐器。更具体地说，本发明涉及适合于输出中频信号到QAM解调电路的电缆调制解调器调谐器。
背景技术
在电缆电视系统(以下称为CATV)中，HFC(混合光纤/同轴)的引入一直在进行，在这此过程中，同轴电缆被留作为用户引入线，而主网络是利用光纤实现的。这种系统试图向家庭提供数Mb/s的宽带数据通信服务。利用这种系统，可能实现利用64QAM(正交幅度调制)的具有6MHz带宽、30Mb/s传输速率的高速数据线路，这种性能可能是现有技术从来未曾达到的水平。电缆调制解调器使用在这种系统中，并利用CATV中未使用的频道实现4Mb/s-27Mb/s的高速数据通信。在这样的CATV系统中，电缆调制解调器调谐器使用在电缆调制解调器中，并且在接收的CATV信号进行频率变换以后，用于取出信号作为中频信号。
图10是表示常规电缆调制解调器调谐器1配置的方框图。
对于CATV的信号，发送到站的上行信号具有5MHz-42MHz的频率，从站向电缆调制解调器调谐器发送的下行信号具有54MHz-860MHz的频率，并且通过调谐器的输入端2发送到电缆网络。从电缆调制解调器发送的上行信号由CATV站(系统操作器)的数据接收机进行接收，并输入到中心的计算机。
参照图10，电缆调制解调器调谐器1包括：CATV信号输入端2，它接收CATV信号作为输入；数据端3，它从QPSK发送机接收数据信号作为输入；和设置在数据端3与CATV信号输入端2之间的上行信号流电路(LPF)4。在电缆调制解调器中，例如，来自QPSK发送机受到正交相移键控(QPSK)的数据信号作为上行信号被输入到数据端3。该数据信号通过上行信号流电路4被发送到CATV站。
通过输入端2的下行信号被分为接收频率470MHz到860MHz的UHF段(以下称为B3频段)、接收频率170MHz到470MHz的VHF高段(以下称为B2频段)和接收频率54MHz到170MHz的VHF低段(以下称为B1频段)，并由所设置的用于相应各频段的接收电路进行处理。频段范围不限于上面规定的那些频段。
电缆调制解调器调谐器1还包括：高通滤波器(HPF)5，其衰减范围为5-46MHz、通过频段不低于54MHz；输入转换电路6和7，用于将通过高通滤波器5的信号分配到对应于各自频段的电路。
下行信号通过高通滤波器5，该频段是由输入转换电路6和7转换的，并被馈送到与上述的B1到B3频段中的任何一个相对应的电路。
电缆调制解调器调谐器1还包括：分别对应于B1至B3频段设置的高频放大输入调谐电路8、9和10；分别对应于UHF段和VHF段设置的高频放大AGC电路11和12；分别对应于B1至B3频段设置的高频放大输出调谐电路15、16和17；对应于UHF段设置的混频电路18和本振电路19；对应于VHF段设置的混频器电路20和本振电路21；用于放大混频器电路18和20中频频段输出的中频放大电路22。
对对应于各自频段设置的高频放大输入调谐电路、高频放大AGC电路、高频放大输出调谐电路、混频电路和本振电路进行适配，使得取决于接收的频道，对应于接收的频道的各电路设计成可操作的，而对应于其他频段的各电路设计成不可操作的。例如，当接收UHF频道时，用于UHF段的高频放大输入调谐电路8、高频放大AGC电路11、高频放大输出调谐电路15、混频电路18和本振电路19被设置为可操作状态，而用于VHF高段和VHF低段的高频放大输入调谐电路9和10、高频放大AGC电路12、高频放大输出调谐电路16和17、混频电路20和本振电路21被设置为不可操作状态，停止其操作。
如上所述，输入到输入端2的CATV信号通过高通滤波器5，并进入进行频段转换的输入转换电路6和7。上述电路的输出被馈送到进行频道选择的高频放大输入调谐电路8、9或10。在频道选择以后，信号被输入到AGC端24，根据施加到电阻13或14的AGC电压被高频放大电路11或12放大到规定的电平，再被馈送到提取接收信号的高频输出调谐电路15、16或17。
此后，选择的接收信号由混频电路18、20和本振电路19、21进行频率变换到中频(以下称为IF)，并由中频放大电路22进行放大。
由中频放大电路22放大的中频信号(以下称为IF信号)从输出端23进行输出。
按这种方式，在常规的电缆调制解调器调谐器1中，接收的CATV信号是按照接收频道进行选择的，并且频道选择以后信号进行频率变换并作为中频信号从输出端23进行输出。
使用这种电缆调制解调器调谐器1处理为数字信号的QAM信号，并且从输出端23向未示出的QAM解调电路发送IF信号进行QAM解调具有如下的各种问题。
(1)首先，依作为QAM解调电路使用的QAM解调IC的类型，需要有不同频段的IF信号。在下面IF信号的描述中，常规电缆调制解调器调谐器的这些输出被描述为具有高-IF频段，一般不高于10MHz和低于高-IF的频段将被称为低-IF。当前，QAM解调IC包括用于接收低-IF的QAM信号的IC和用于接收高-IF的QAM信号的IC。这些情况是因使用在QAM解调IC中的数/模变换器性能的限制引起的。因此，为了获得能够被连接在后级的QAM解调IC接收的一个频率范围，两种不同类型的电缆调制解调器调谐器、或设置在电缆调制解调器调谐器与QAM解调IC之间的频率变换电路已经成为必需。
(2)DOCSIS(北美电缆调制解调器规范)中规定，发送的上行信号的最大输出电平必须恒定为+58BmV，并且在调谐器的输入端信号电平必须满足这个规范。常规的电缆调制解调器调谐器的输入电平尚达不到这个电平。
(3)按照DOCSIS，要求上行信号流传输信号从+58到+6BV可以每1dB地可变地进行控制。常规上，这种功能过去是不要求的。
(4)按照DOCSIS规范，传输信号的高频电平必须至少为-50dBmV，在如图10所示的例子中，这个性能需要从常规电平上明显地改善。
(5)还有一个问题是需要对数字噪声进行测量。由于QAM解调IC要求高输入信号电平，需要具有高增益的放大器。因此，当组成整个系统时，CPU(中央处理单元)的时钟噪声和总线噪声也达到高的电平。因为QAM解调IC、CPU和电缆调制解调器调谐器的通常安装在一块电路板上，这些噪声的干扰将是显著的。
虽然如上所述电缆调制解调器调谐器表示在图10，但是称为数字机顶盒(以下称为STB)的CATV调谐器已经逐渐被使用。在电缆调制解调器中，从CATV站发送的下行数字信号被显示在电视监视器上，而在STB中，从CATV站发送的QPSK解调的下行数据信号从调谐器部分进行分路，并由CPU进行处理，输出到个人计算机。
因此，在电缆调制解调器中，如上所述，在54MHz到860MHz频段中的CATV的未被使用的频道被用于传送下行数据信号，而在STB中则利用70MHz到130MHz的频段。
在STB中，具有用于在如图10所示的HPF的输出一侧分路下行数据信号的分路电路，和分路的下行数据信号被输出到OOB(带外)端。OOB端提供分路的数据到CPU。
还在STB中，对于CATV信号，上行信号具有5MHz到42MHz的频率，下行信号具有5MHz到860MHz的频率，并且通过输入端2连接到电缆网络。从STB发送的上行信号在CATV站中由数据接收机进行接收，并输入到中心中的计算机。
在STB中，来自QPSK发送机(未示出)经QPSK的数据信号作为上行信号被引入数据端。该数据信号到利用在中心的计算机通过CATV电路被馈送到STB，利用在STB中的计算机(未示出)进行处理，并被施加到QPSK调制器。除了这些以外，操作与如图10所示的电缆调制解调器调谐器的类似，因此，STB也具有与如上所述的电缆调制解调器调谐器相同的问题。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种电缆调制解调器调谐器，它能输出适合QAM解调的信号。
简言之，本发明提供一种电缆调制解调器调谐器，包括调谐器电路，用于从输入的各信号中提取对应于接收频道的信号，放大和变换为第一频段的中频信号；下变频器电路，用于接收第一频段的中频信号，并有选择地输出第一频段或低于第一频段的第二频段的中频信号。下变频电路在第二频段的中频为输出的第一模式中，产生对应于第二频段的振荡信号，并在第一频段的中频为输出的第二模式中停止振荡信号的产生。第一频段的中频信号输入到下变频电路并通过混频器电路与来自本振电路的输出进行混频。滤波电路接收来自混频器电路的输出信号，并使与所设置的截止频率对应的一个频段的信号通过。
因此，通过一种配置的电路使得有选择地输出不同频段的中频信号成为可能。结果，对于具有不同输入频率范围的QAM解调电路电缆调制解调器调谐器的通用成为可能。另外，由于滤波器电路被连接为混频电路的负载，使抑制来自本振电路的漏泻成为可能。
在一个优选实施例中，在调谐器电路中，对应于接收频道的信号幅度由第一自动增益放大器调整到规定的电平，第二自动增益放大器位于调谐器电路与下变频电路之间，以便将第一频段的中频信号的幅度调整到规定的电平，并且其总增益被设置为至少55dB。
按这种方式，除了包含在调谐器电路中的用于高频段的自动增益控制电路外，还提供用于中频信号的自动增益控制电路，并因此抑制了输出信号的波动，即使在输入接收信号电平存在波动的情况下也是如此。结果，令人满意的信号可以作为输入信号被提供到QAM解调电路。
另外，由于在AGC部分确保了至少55dB的总增益，所以能够获得QAM解调电路所要求的1VP-P的输入信号电平。
更理想地是，调谐器电路和下变频电路输出非并行型信号，并且接收下变频电路输出的信号变换电路将信号变换为并行型信号。
由于非并行信号被变换为并行型信号，所以可以提供适合作为QAM解调电路输入信号的信号。
更理想地是，混频电路放大第二模式中第一频段的中频信号。
更理想地是，本振电路具有振荡在第二频段的振荡元件、在输入极接收振荡元件的输出的第一双极晶体管、耦合在第一晶体管的输入极与第一电压节点之间的第一偏置电阻、和耦合在第一双极晶体管的输出极与地节点之间的第二偏置电阻。混频电路具有连接到第一电压节点、并且在输入极接收振荡元件的输出和第一频段的中频信号的第二双极晶体管，和耦合在第二双极晶体管的输入极与提供高于第一电压节点电压的第二电压节点之间的第三偏置电阻。
更理想地是，本振电路还具有与振荡元件并联的开关元件，该元件的开/关是由外部指令控制的，并且开关元件分别在第一和第二模式模式断开/接通。
更理想地是，滤波器电路和第二偏置电阻安装在印制电路板的一面，而除了第二偏置电阻外的下变频器部分安装在印制电路板的另一面。
更理想地是，截止频率被设置使得在第一模式中第二频段的信号被通过、第一频段的信号被衰减，在第二模式中第一和第二频段的信号均被通过。
更理想地是，滤波器电路具有一个电感元件、耦合在该电感元件与地之节点间的第一电容元件、与电感元件并联耦合的第二电容元件，和与第二电容元件并联的一个开关元件，并且受外部指令接通/断开，其中开关元件分别在第一和第二模式断开和接通。
另外，提供位于调谐器单元与下变频器单元之间的用于调整第一频段的中频信号的幅度到预定的范围的中频AGC单元和从下变频器单元接收信号并变换为并行信号的信号变换电路。截止频率被设置使得在第一模式中第二频段信号被通过、第一频段信号被衰减，在第二模式中第一和第二频段的信号均通过。
另外，当调谐器单元、中频AGC单元、下变频单元和信号变换电路都被放置在同一个机壳内时，有可能降低外部噪声的干扰。
更理想地是，提供了用于发送数据信号到电缆电视站的上行信号流电路、和用于从电缆电视站接收多个电波下行信号同时去除数据信号的高通滤波器。
上行信号流电路包括：用于以规定增益放大数据信号到CATV站的可变增益放大电路；和用于耦合放大电路的输出到高通滤波器的输入端的耦合电路。
另外，来自CATV站的多个电波下行数据信号的不同带宽的下行数据信号通过电缆被输入到接收电路，并且接收电路包括分路并输出下行数据信号的分路电路。
另外，上行信号流电路、调谐器、高通滤波器和下变频器都包含在一个密封的单独分隔的机壳中。
附图说明
从下面的结合附图的本发明的详细描述中，本发明的上述和其它目的、特点、方面和优点将变得更加清楚。
图1是表示按照本发明一个实施例的电缆调制解调器调谐器的组成的方框图；
图2是表示包含在如图1所示的电缆调制解调器调谐器中的下变频器单元的具体组成的电路图；
图3是表示一个整个QAM解调系统的方框图；
图4是表示按照本发明的另一实施例的STB的组成的方框图；
图5是表示按照本发明的另一实施例的一个整个QAM解调系统的组成的方框图；
图6表示按照本发明的实施例包含构成电缆调制解调器调谐器的每个电路的屏蔽机壳；
图7是如图4所示的屏蔽机壳的平面图；
图8A到8C表示组装以后的的屏蔽机壳；
图9A到9C表示屏蔽机壳与屏蔽机盖之间的装配状态；
图10是常规电缆调制解调器调谐器的示意性方框图。
具体实施方式
下面将参照附图详细地描述本发明的各实施例。
图1是表示按照本发明的一个实施例的电缆调制解调器调谐器100的组成的方框图。
参照图1，按照本发明的电缆调制解调器调谐器100不同于如图10所示的常规电缆调制解调器调谐器1之处在于本发明的电缆调制解调器调谐器具有：从中频放大电路22接收高-IF输出的IF输入信号并变换接收的信号为适合QAM解调的IF输出信号的SAW滤波器41，该中频输出信号被有选择地设置为高-IF或低-IF频段；中频AGC电路(以下称为IF-AGC电路)42；下变频器40和并行/非并行变换电路46。来自输出端47的IF输出信号被施加到QAM解调电路。
而后，其它产生IF输入信号的各个方框，也就是说，包含在常规电缆调制解调器调谐器1中的各部件与上面描述的是相同的，因此对这些部件不进行重复描述了。
电缆调制解调器调谐器100的下变频器40包括：用于产生对应于低-IF的频段的振荡信号的本振电路44；用于混频IF-AGC电路42的输出信号与振荡信号的混频电路43；当低-IF信号输出时和当高-IF信号输出时能够转换截止频率的滤波器电路45。
与调谐器选择的接收频道对应的IF输入信号通过SAW滤波器41，由IF-AGC电路42将其幅度调整到规定的电平，而后被馈送到混频器电路43。
正如将在下面详细描述的那样，下变频器单元40能够按照一个外部的转换指令选择输出高-IF信号或者低-IF信号。
当外部指令低-IF信号输出时(以下称为低-IF信号输出模式)，由本振电路44输出对应于低-IF信号的振荡信号。混频电路43混频来自IF-AGC电路42的输出与振荡信号，并提供低-IF信号。滤波器电路45设置截止频率，使得响应于外部转换指令低-IF频段的信号被通过，并输出低-IF信号到并行/非并行变换电路46。
当外部指令高-IF信号的输出(以下称为高-IF输出模式)时，下变频器单元40不需要执行频率变换，而只需输出与IF输入信号具有相同频率的信号。因此，在这种情况下，本振电路44的振荡被停止，混频电路43作为中频放大电路进行工作。这里，滤波器电路45设置截止频率，使得响应于外部指令高-IF频段的信号被通过。结果，高-IF信号从下变频器单元40输出。这个信号是非并行信号，因此该信号由并行/非并行变换电路46变换为并行信号。
图2是表示下变频器单元40的具体组成的电路图。
参照图2，SAW滤波器41具有变换从中频放大电路22接收的IF信号为将被发送的频带和去掉不需要的信号的功能。SAW滤波器41利用设置在压电元件的表面上的电极提取通过表面声波产生的电压振荡，并且其特征在于取决于电极的位置和结构谐振特性是可变的。
IF-AGC电路42包括双栅型场效应晶体管T1，接收来自SAW滤波器41的输出信号和输入到AGC端48的AGC电压。设置的晶体管T1根据AGC电压放大来自SAW滤波器41的输出信号。电阻R3连接在AGC端48与双栅之一之间，并且接地电容C7和C2分别连接在地与AGC端48之间和地与双栅之间。
SAW滤波器41与双栅的另一个之间连接防止直流分量到达晶体管T1的电容C1，电阻元件R1连接在双栅的另一端与地之间，并且栅极偏置电阻R2连接在双栅的另一端与电源端49之间。电感L1对应于一个扼流圈。
AGC电压是由AGC控制电路(未示出)设置的，以保证从输出端47施加到QAM解调电路的输出IF信号的1VP-P的电平。由具有这样的结构的IF-AGC电路42提供的IF-AGC增益衰减量约为50dB。因此，与由高频放大AGC电路11和12实现的RF-AGC一起，保证输出IF信号的1VVP-P的电平是可能的。
混频器电路43和本振电路44分别包括双极晶体管T2和T3。作为基极偏置电阻的电阻元件R5连接在双极晶体管T2和T3的基极之间，电阻元件R4连接在双极晶体管T2的基极(第一电压节点)与电源端(第二电压节点)49之间，电阻元件连接在R8双极晶体管T3与地之间。
通过将混频器电路43的双极晶体管T2的集电极-发射极电压VCE设置为2.5V，并且通过将本振电路44的双极晶体管T3的VCE设置约为1.5V，有可能减少功耗。
本振电路44还包括晶体振荡器50。谐波型和基波型振荡器都可用作晶体振荡器50。设置在双极晶体管T3的发射极和双极晶体管T2的基极之间的电容C16用于给混频器提供振荡信号。当双极晶体管T2和T3是由成对的元件实现时，可能通过在模块(mold)中的寄生电阻实现电容C16。这进一步降低了元件的数量。
本振电路43还包括与晶体振荡器50并联的开关SW1。响应于外部的转换指令接通开关SW1，晶体振荡器50的输出节点可以被强制连接到地节点，获得与停止振荡相同的效果。
位于混频电路43和本振电路44中的电容C4、C5和C6是接地电容，而电容C8和C10是反馈电容。电容C3、C9和C11被设置用于阻止信号的直流分量。电阻元件R6连接在双极晶体管T2的发射极与地之间，电阻元件R2连接在双极晶体管T2和T3的集电极之间，电阻元件R10连接在双极晶体管T3的发射极与地之间。电阻元件R6、R7和R10是对应于双极晶体管T2和T3设置的的偏置电阻，电阻元件R9是用于调整晶体振荡器50的振荡频率的泄放电阻。
作为示例，在图2中滤波器电路45是由低通滤波器构成的，包括传递混频器电路43输出的电感L2、与电感L2并联的电容C13、与电感L2和电容C13并联的开关SW2和连接到电感L2与地节点之间的电容C12和C14。
滤波器电路45的截止频率可以按照外部转换指令利用接通/断开开关SW2进行转换。更具体地说，在高-IF信号输出模式和低-IF信号输出模式中，SW2被分别接通和断开。
当开关SW2断开时，滤波器电路45使低-IF信号被通过并使高-IF信号被衰减。因此，电容C12、C13和C14和电感L2的值被这样确定，使得截止频率低于高-IF频段并高于低-IF频段。
当开关SW接通时，电感L2和电容C13的两端均被短路。因此，截止频率变高，滤波器电路45也通过高-IF信号。此时，电容C14的值被这样设置，使得在此刻的截止频率变得高于高-IF频段。
按这种方式，通过提供按照外部指令截止频率可以转换的滤波器电路，使得滤波器电路用作中频调谐电路使用变为可能。
另外，由于滤波器电路45作为负载连接到混频器电路43，因此还可以获得本振电路44的最小漏泄的效果。
滤波器电路45的输出被发送到并行/非并行变换电路46。并行/非并行变换电路46将滤波器电路45的输出变换为两个相位差90°的输出信号，并作为并行输出提供到输出端47。由于电缆调制解调器调谐器100的输出通过并行-非并行变换电路被变为并行信号，所以直接将电缆调制解调器调谐器100连接到设置在后级的QAM解调IC变为可能。
如果配置具有相同功能并能够在高-IF信号输出模式和低-IF信号输出模式使一频率范围的信号通过，则任何结构都可以用于滤波器电路45，而不限于如图2所示的例子。这同样适用于IF-AGC电路42、混频器电路43和本振电路44的配置。
在高-IF信号输出模式中，提供用于本振电路44和滤波器电路45的开关SW1和SW2被接通，并且在低-IF信号输出模式中被断开。开关SW1和SW2通常被按照外部控制指令控制。电子开关和机械开关可以被用作开关SW1和SW2。
当开关SW1和SW2被接通时，晶体振荡器50的振荡被停止，并且滤波器电路45的截止频率变高。因此，混频器电路43放大IF信号而不改变其频率，并且滤波器电路45使高-IF信号通过。
当开关SW1和SW2被断开时，晶体振荡器50的低-IF频段的振荡输出由本振电路44进行放大并发送到混频器电路43。混频器电路43将从本振电路44接收的振荡信号与IF-AGC电路42的输出信号混频，并提供在低-IF信号频段中的信号。当开关SW2被断开时，在滤波器电路45中的电容C13的电容值被这样设置，使得在低-IF信号频段的信号通过，而在高-IF信号频段中的信号被衰减。
因为这种结构，当开关SW1和SW2被接通时，包括混频器电路43、本振电路44和滤波器电路45的下变频器单元40输出在高IF频段中的信号，当开关SW1和SW2被断开时，输出在低IF频段中的信号。更具体地说，通过接通/断开各个开关，利用单一的下变频器单元30有选择地输出不同频段的IF信号变为可能。因此，该电路通常可以被用于具有不同频段输入的QAM解调IC。
这里，当包括除偏置电阻R10之外的混频器电路43和本振电路44的电路被安排在印制电路板的一面、滤波器电路45和偏置电阻R10被安排在印制电路板的另一面时，得到了一种电路配置，在该电路配置中可以仅通过安装在印制电路板的另一面的电路实现高-IF信号的输出，并且通过增加在印制电路板的一面上的电路配置，可以实现一种电路配置，在这种电路配置中低-IF和高-IF信号都可以有选择地产生。
由于提供了转换开关SW1和SW2的转换功能，在印制电路板的一面安装如图2所示的电路成为可能。
图3是表示按照本发明的一个实施例的整个QAM解调系统300的方框图。
参照图3，QAM解调系统300包括：接收CATV信号的输入端301；包括常规电缆调制解调器调谐器200和在其后级设置的电路310；和QAM解调IC320。常规电缆调制解调器调谐器200和电路310构成图1所示的实施例的电缆调制解调器调谐器1，并且提供对应于接收频道的IF信号到QAM解调IC320。正如已描述的那样，从电缆调制解调器调谐器100输出的IF信号可以被设置为高-低IF频段中的任何一个，并且该信号是具有1VP-P信号电平的并行信号。即，该信号适合于作为QAM解调IC 320的输入信号。
由于电缆调制解调器调谐器100的输出和到QAM解调IC 320的输入两者是并行类型的，因此还可以获得在连接部分之间抑制外部数字噪声的附加效果。
由于按照QAM解调IC 320的输入信号电平设置的AGC电压被馈送到调谐器2 00中的IF-AGC电路42和高频AGC电路，所以形成了一个RF-AGC和IF-AGC的环路。
QAM解调系统300还包括用于控制整个系统的处理单元(CPU)330，和用于在系统内传输信号的系统总线340。CPU 330通过系统总线340控制电缆调制解调器调谐器100的选择操作、QAM解调器IC 320的解调处理等等。当包含在下变频单元中的开关SW1和SW2是电子开关时，这些开关的转换指令也是由CPU 330给出的。
在QAM解调系统300中，由常规电缆调制解调器调谐器200和线路310组成的电缆调制解调器调谐器100包含在一个机壳SC中并从外部被屏蔽。因此，电缆调制解调器调谐器100中由系统总线CPU的时钟等引起的外部噪声干扰可以被抑制。
如上所述，按照本发明的一个实施例电缆调制解调器调谐器具有下变频单元，该单元将能够执行/停止振荡信号的产生的本振电路的输出与从调谐器单元输出的频段的中频信号进行混频，上述本振电路的输出信号在频段上低于从调谐器单元输出的中频信号的频段。因此，利用一种配置的电路可以有选择地输出不同频段的中频信号。结果，电缆调制解调器调谐器一般可以被用于不同输入频率范围的QAM调制电路。另外，因为滤波器电路连接作为混频器电路的输出负载，所以可以抑制本振电路的漏泄。
图4是表示按照本发明的另一个实施例的STB 101的配置的方框图。参照图4，与如图1所示的电缆调制解调器调谐器1比较，本发明的STB 101中，分路电路25被连接到OBB端26，缓冲放大器被连接到HPF的输出一侧，此外以下各点是不同的。更具体地说，QPSK调制的返回通过信号输入到数据输入端3，并且还通过LPF 34输入到PGA(可编程增益控制)30。另外，QPSK信号被施加到包含在PGA 30中的功率放大器33并被其放大，并且由1dB/1dB变化量的步进衰减器32控制增益。
例如，作为从增益控制端35输入的数字控制信号，或者模拟信号控制的AGC电压，控制功能是由I2C总线、3线总线或BCD线(cord)实现的。QPSK信号还被功率放大器31进行放大，也就是说，从数据输入端3到输入端2，该增益总共被放大到26或26dB以上。为此目的，考虑到由于线性的寄生发射，在PAG 30的增益必须是26dB到30dB。从PAG 30的输出是通过LPF 4从输入端2提供的。
图5是按照本发明的另一实施例的整个QAM解调系统350的方框图。参照图5，QAM解调系统350包括如图4所示的STB 101和QAM解调系统400。图4表示STB 101的主要部件，即，HPF 5、分路电路25、调谐单元110、下变频电路40、LPF 4、PGA 30和LPF 34。调谐器单元110包括图4的从缓冲放大器27到混频器18和19的各个部件。
如上所述，从STB 101输出的IF信号可以被设置为高/低IF频率之一，该信号是并行的并具有1VP-P的信号电平。即，该信号适合作为QAM解调电路400的输入信号。另外，由于STB 101的输出和QAM解调电路400的输入两者都设计为并行型的，因此可以获得在它们之间的连接部分抑制外部数字噪声的效果。
QPSK的上行信号是从QAM解调电路400作为调制信号(上行信号流)提供的，并通过LPF 34馈送到PGA 30。PGA 30的增益由来自QAM解调电路400的控制信号控制。来自PGA 30的信号通过LPF 4被馈送到输入端2。另一路下行信号流通过HPF 5从视频信号中利用分路电路25分路为OBB信号。该OBB信号被馈送到QAM解调电路400。
视频信号通过调谐器单元110进行选择，并作为IF信号从下变频器电路40输入到QAM解调电路400。QAM解调信号作为数据信号被施加到传输解码器(未示出)。
图6表示按照本发明另一个实施例安排在屏蔽机壳中构成STB 101的各个部件。参照图6，F型连接器501被安装在屏蔽机壳500的外侧，并且屏蔽机壳500的内部被隔板510分成部分502到509。在部分502中，包含有如图1所示的HPF 5、分路电路25、缓冲放大器27。在部分503中，包含PAG 30。在部分504中，包含LPFs 4和34。在部分505中，包含输入转换电路6和7、高频放大输入调谐电路8、9和10。在部分506中，包含高频放大AGC电路11和12。在部分507中，包含本机振荡器19和21。在部分508中，包含混频器18和20。另外，在屏蔽机壳500的一个侧面，设置有端子510，其包含电源端子、数据端子等。
通过按照如上所述的屏蔽机壳，可以降低出现在输入端的寄生幅射，并且可以减少流通到下行信号流侧的高频信号。
图7是屏蔽机壳500的平面图，图8A到8C表示屏蔽机壳的三个侧面。
正如从图7可以看到的那样，可以用一块金属板加上各个侧板和隔板，利用机器冲压，形成屏蔽机壳500。冲压以后，按如图8A到8C所示通过弯曲侧板和附加隔板，机壳可以以相对低的成本制成。
图9A到9C表示F型连接器连接部分的主要部分。在F型连接器的周围，常规屏蔽机壳没有配合紧的屏蔽机盖。在如图9A所示的实施例中，在屏蔽机盖520上形成接地片521，并在屏蔽机壳500中形成被切出的弯曲部件511。通过使屏蔽机盖520的接地片521与屏蔽机壳500的被切出的弯曲部件511紧配合，屏蔽盖机520可以安装到屏蔽机壳500上。因此，可以降低外部总线噪声或微处理器的时钟噪声引起的干扰。
如上所述，按照本发明的各实施例，由于可变增益放大器被作为上行信号流电路提供，所以DOCSIS所规定的增益可以被容易地设置。
虽然已经对本发明进行了详细的描述和说明，但是应当清楚地理解，本发明仅仅是以说明和例子的方式进行描述的，而不是以限制的方式进行描述的，本发明的精神和范围仅由所附的权利要求书予以限制的。

Claims (16)

1.一种电缆调制解调器调谐器，包括：
调谐器电路(200)，从各输入信号中提取和放大对应于接收频道的信号，并变换为第一频段的中频信号；和
下变频器电路(40)，从所述调谐器电路接收所述第一频段的中频信号，并有选择地输出所述第一频段或低于所述第一频段的第二频段的中频信号；其中
所述下变频器电路包括：
本振电路(44)，在所述的第二频段的中频信号为输出的第一模式中产生对应于所述第二频段的振荡信号，并且在所述第一频段的中频信号为输出的第二模式中停止产生所述振荡信号；
混频器电路(43)，将输入到所述下变频器电路中的所述第一频段的中频信号与所述本振电路的输出进行混频；和
滤波器电路(45)接收来自所述混频器电路的输出信号并使对应于所设置的截止频率的一个频率的信号通过。
2.如权利要求1的电缆调制解调器调谐器，其中：
所述调谐器电路包括第一自动增益控制电路(11、12)，用于将与所述接收频道对应的信号的幅度调整到规定值；
所述电缆调制解调器调谐器还包括：
设置在所述调谐器电路与所述下变频器电路之间的第二自动增益控制电路(42)，用于将所述第一频段的中频信号的幅度调整到规定值。
3.如权利要求2的电缆调制解调器调谐器，其中由所述第一和第二自动增益电路获得的总增益至少为55dB。
4.如权利要求1的电缆调制解调器调谐器，其中：
所述调谐器电路和所述下变频器电路输出非并行型的信号，所述电缆调制解调器调谐器还包括：
信号变换电路(46)，接收所述下变频器的输出并变换为并行型信号。
5.如权利要求1的电缆调制解调器调谐器，其中：
所述混频器电路放大所述第二模式中的所述第一频段的中频信号。
6.如权利要求1的电缆调制解调器调谐器，其中：
所述本振电路包括：
振荡在所述第二频段的振荡元件(50)；
在输入极接收所述振荡元件的输出的第一双极晶体管(T3)；
耦合在所述第一晶体管的输入极与第一电压节点之间的第一偏置电阻(R5)；和
连接在所述第一双极晶体管的输出极与地节点之间的第二偏置电阻(R10)；
所述混频器电路包括：
连接在所述第一电压节点，并在输入极接收所述振荡元件的输出和所述第一频段的中频信号的第二双极晶体管(T2)；和
连接在所述第二双极晶体管的输入极与馈送高于所述第一电压节点的电压的第二电压节点(49)之间的第三偏置电阻；
7.如权利要求6的电缆调制解调器调谐器，其中：
所述本振电路包括：由外部指令接通/断开的转换元件(SW1)，该转换元件并联于所述振荡元件；
所述转换元件分别在所述第一和第二模式下进行断开/接通。
8.如权利要求6的电缆调制解调器调谐器，其中：
所述滤波器电路和所述第二偏置电阻安装在印制电路板的一面；
除了所述第二偏置电阻外的所述下变频器电路安装在印制电路板的另一面。
9.如权利要求1的电缆调制解调器调谐器，其中：
所述截止频率被这样设置，使得在所述第一模式中所述第二频段的信号被通过和所述第一频段的信号被衰减，并使得在所述第二模式中所述第一和第二频段的信号都被通过。
10.如权利要求9的电缆调制解调器调谐器，其中：
所述滤波器电路具有：
通过所述混频器电路的输出信号的电感元件(L2)；
耦合在所述电感元件与地节点之间的第一电容元件(C12、C14)，与所述电感元件并联耦合的第二电容元件(C13)；和
与所述第二电容元件并联的开关元件(SW2)，并且该开关元件的接通/断开是由外部指令控制的；
在所述第一和第二模式中，所述开关元件分别被断开/接通。
11.如权利要求1的电缆调制解调器调谐器，还包括：
位于所述调谐器电路(200)与所述下变频器电路(40)之间的中频自动增益控制电路(42)，用于将所述第一频段的中频信号的幅度调整到一个规定的范围；和
信号变换电路(46)，接收所述下变频器电路的输出并变换为并行型的信号；其中
所述截止频率被设置为：使得在第一模式中所述第二频段的信号被通过，所述第一频段的信号被衰减，并且在第二模式中所述第一和第二频段的信号均被通过。
12.如权利要求11的电缆调制解调器调谐器，其中：
所述调谐器电路、所述中频自动增益控制电路、所述下变频器电路和所述信号变换电路都包含在一个机壳(500)中。
13.如权利要求1的电缆调制解调器调谐器，还包括：
上行信号流电路(4、30)，用于将数据信号发送到CATV站；和
高通滤波器(5)，用于从所述CATV站引入多个电波的下行信号，同时去除所述数据信号。
14.如权利要求13的电缆调制解调器调谐器，其中：
所述上行信号流电路包括：
可变增益放大电路(30)，以规定的增益将数据信号放大；和
耦合电路(4)，耦合所述放大电路的输出到所述高通滤波器的输入端。
15.如权利要求13的电缆调制解调器调谐器，其中：
不同于所述多个电波下行信号的一频段的下行数据信号从所述CATV站通过电缆输入到接收电路，并且
所述接收电路包括分路电路(25)，用于分路和输出所述下行数据信号。
16.如权利要求13的电缆调制解调器调谐器，其中：
所述上行信号流电路、所述调谐器、所述高通滤波器电路和所述下变频器都包含在单独分隔的屏蔽机壳(500)中。
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